CN111590468A - 一种粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电极材料的技术领域，具体是涉及到一种粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，包括依次设置的喷砂室和电镀机构，所述喷砂室内设置有分别对金属薄带两面进行粗糙度处理的第一喷枪和第二喷枪，所述喷砂室上设置有入料口和出料口，喷砂室内位于入料口和出料口处设置有清扫机构，清扫机构包括第一隔离盒和设置在第一隔离盒内位于金属薄带上方的驱动辊筒，驱动辊筒轴线与金属薄带移动方向平行，本发明设置喷砂室，对金属薄带的两面的表面粗糙度进行均匀的加粗处理，表面在通过喷枪加粗后，再经过电镀机构进行表面电镀，满足金属薄带制备电池极板的性能，喷砂室内部侧壁上位于入料口和出料口位置设置有清扫机构，保证喷砂室的相对密封度。

Description

一种粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置
技术领域
本发明属于电极材料的技术领域，具体是涉及到一种粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置。
背景技术
目前制作电池正、负极片采用电镀金属薄带，尤其是钢带，其具有低成本、耐大电流充放电等突出的优点，正在迅速取代发泡镍，成为动力电池的首选极板材料。
在用金属薄带制作电池时，需要将金属薄带上涂浆，将浆料固定在金属薄带表面，目前采用的是光滑型金属薄带和毛刺型金属薄带，光滑型的金属薄带在涂浆附着时及其容易打滑，成功率低，而通过机械冲孔人工制造毛刺的毛刺型金属薄带，通过冲模的形式人工模拟，毛刺长短，控制不均一，在电镀过程中有可能造成金属毛刺上沉积球状金属或者毛刺被碾压导致金属薄带表面未完全电镀金属层等其他缺陷，导致金属薄带进行热处理后，毛刺边缘没有镍层附着或者毛刺形态不合格。在电池制造过程或者使用过程中，金属薄带人为制造的毛刺在电池制造过程或者电池使用中也有可能会刺穿电池的隔膜，导致不良率增加，两种金属薄带均有利有弊，但是又不能同时满足现有电池市场的需求。
目前在生产流水线中，很难既保证对金属薄带表面粗糙度进行均匀加粗，同时有可以连续不断进行加工生产。部分会通过金属腐蚀的方式获取粗糙的金属薄带表面，但是这个并不适用于电池用的金属薄带，因为金属薄带的基带如果没有电镀金属进行保护，对其电池的电阻及相关反应会造成负效应，且其腐蚀的表面坑坑洼洼，与浆料的结合力并没有得到有效的改善。如果金属薄带在电镀前的表面粗糙度过大会影响电镀沉积，不利于金属沉积的均匀性，也不利于沉积金属与金属薄带的结合，可能会出现经过金属热处理后，电镀金属与金属薄带脱离，粗糙度过小的话与光滑型金属薄带无异。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产效率高，喷砂处理密封性好的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置。
本发明的内容包括依次设置的喷砂室和电镀机构，所述喷砂室内设置有分别对金属薄带两面进行粗糙度处理的第一喷枪和第二喷枪，所述喷砂室上设置有入料口和出料口，喷砂室内位于入料口和出料口处设置有清扫机构，清扫机构包括第一隔离盒和设置在第一隔离盒内位于金属薄带上方的驱动辊筒，驱动辊筒轴线与金属薄带移动方向平行。
更进一步地，所述第一隔离盒内位于金属薄带下方设置有滚刷，滚刷轴线与金属薄带宽度方向平行。
更进一步地，所述第一隔离盒底部设置有回收通道，所述回收通道为迷宫通道。
更进一步地，所述喷砂室外位于出料口处设置有砂砾回收机构，金属薄带穿过砂砾回收机构设置，所述砂砾回收机构包括第二隔离盒和设置在第二隔离盒且朝向金属薄带两面的气嘴，所述第二隔离盒底部设置有回收孔。
更进一步地，所述第二隔离盒内还设置有导向轮，导向轮高于出料口,所述出料口靠近砂砾回收机构一侧设置有刷毛。
更进一步地，所述入料口和出料口设置在喷砂室同一侧，喷砂室另一侧设置有入料口和出料口对应的第一导向辊和第二导向辊，第一喷枪设置在入料口和第一导向辊上端，第二喷枪设置在入料口和第二导向辊上端。
更进一步地，所述第一喷枪和第二喷枪之间设置有分隔板。
本发明还包括设置在电镀机构与喷砂室之间的冲孔机构。
本发明还包括设置在电镀机构与喷砂室之间的水洗机构。
本发明还包括设置在电镀机构后的退火还原机构，所述退火还原机构包括退火炉和导向组件，所述退火炉内设置有还原气体。
本发明的有益效果是，本发明设置喷砂室，对金属薄带的两面的表面粗糙度进行均匀的加粗处理，表面在通过喷枪加粗后，再经过电镀机构进行表面电镀，使得电镀金属沉积的时候形成一个特定的凸起形态，提高金属薄带表面粗糙度，增加其比表面积，喷砂室内部侧壁上位于入料口和出料口位置设置有清扫机构，位于入料口侧的清扫机构对通过入料口表面的金属薄带表面进行清扫，以避免影响表面粗糙度处理，位于出料口侧的清扫机构对已经经过表面粗糙度处理的金属薄带的表面进行清扫，扫除位于表面的碎屑和喷砂的砂砾，两个清扫机构同时保证喷砂室的相对密封度，保证工作环境的干净整洁，防止喷砂室内引发的灰尘以及避免高速运动的喷砂通过入料口和出料口飞溅至喷砂室外。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中清理机构和砂砾回收机构的结构示意图。
图3为本发明中清理机构和砂砾回收机构的立体剖视图。
图4为本发明中砂砾回收机构的部分结构示意图。
图5为本发明中清理机构和砂砾回收机构的正剖视图。
图6为通过本发明的电镀机构后金属薄带的SEM图。
图7为通过本发明的退火还原机构后金属薄带的SEM图。
图8为通过本发明的退火还原机构后金属薄带的SEM图。
图9为现有技术中常规金属薄带退火还原后的SEM图。
在图中，1-喷砂室；101-侧壁；102-入料口；103-出料口；104-刷毛；2-第一喷枪；3-第二喷枪；4-分隔板；5-第一导向辊；6-第二导向辊；7-回收室；8-喷枪系统；9-清理机构；901-第一隔离盒；902-滚刷；903-驱动辊筒；904-电机；905-入口；906-回收通道；9061-挡板；10-砂砾回收机构；1001-第二隔离盒；1002-导向轮；1003-气嘴；1004-出口；1005-回收孔；11-冲孔机构；1101-下模具；1102-下压模具；1103-动力机构；12-水洗机构；13-电镀机构；14-退火还原机构；1401-退火炉；1402-导向组件；15-原料辊；16-金属薄带。
具体实施方式
如图1-9所示，本发明包括依次设置的喷砂室1和电镀机构13，所述喷砂室1内设置有分别对金属薄带16两面进行粗糙度处理的第一喷枪2和第二喷枪3，所述喷砂室1上设置有入料口102和出料口103，喷砂室1内位于入料口102和出料口103处设置有清扫机构9，清扫机构9包括第一隔离盒901和设置在第一隔离盒901内位于金属薄带16上方的驱动辊筒903，驱动辊筒903轴线与金属薄带16移动方向平行。
本发明设置喷砂室1，对金属薄带16的两面的表面粗糙度进行均匀的加粗处理，(喷砂使用35-55目的混合硬质材料，砂砾的形状为圆形，因为具有棱角形状的砂砾在制造同一粗糙度的金属薄带的时候，会导致基带表面的粗糙度的均一性下降)表面在通过喷枪加粗后，经过电镀机构13进行表面电镀金属，使其形成特定的金属沉积形态，满足金属薄带制备电池极板的性能，提高金属薄带的粗糙度和比表面积。其中，喷砂室1上设置有入料口102和出料口103，金属薄带16通过入料口102进入喷砂室1内部，并通过第一喷枪2和第二喷枪3进行表面加粗，通过出料口103进入电镀机构13，喷砂室1内部侧壁101上位于入料口102和出料口103位置设置有清扫机构9，位于入料口102侧的清扫机构9对通过入料口102表面的金属薄带16表面进行清扫，以避免影响表面粗糙度处理，位于出料口103侧的清扫机构9对已经经过表面粗糙度处理的金属薄带16的表面进行清扫，扫除位于表面的碎屑和喷砂的砂砾，两个清扫机构9同时保证喷砂室1的相对密封度，保证工作环境的干净整洁，防止喷砂室1内引发的灰尘以及避免高速运动的喷砂通过入料口102和出料口103飞溅至喷砂室1外，其中，第一隔离盒901上设置有入口905，金属薄带16通过入口905进入入料口102或出料口103，设置驱动辊筒903，已对金属薄带16表面进行清扫，驱动辊筒903轴线与金属薄带16移动方向平行，将金属薄带16上的碎屑和喷砂的砂砾沿金属薄带16宽度方向扫至一侧，避免碎屑和喷砂的砂砾同金属薄带16一起带离喷砂室1，本实施例中，驱动辊筒903通过电机904进行驱动，提高清扫效果。
为了提高金属薄带16的清理效果，保证金属薄带16两面均清扫干净，所述第一隔离盒901内位于金属薄带16下方设置有滚刷902，滚刷902轴线与金属薄带16宽度方向平行，滚刷902轴线与金属薄带16宽度方向平行设置，可保证金属薄带16整个宽度方向全部进行清扫。
位于隔离所述第一隔离盒901底部设置有回收通道906，设置回收通道906，可使清扫至第一隔离盒901内的碎屑和砂砾掉入至喷砂室1内的回收室7内，便于砂砾的回收重复利用，所述回收通道906为迷宫通道，如图5所述，迷宫通道与第一隔离盒901的底部连通，迷宫通道内交错设置有若干个挡板9061，优选的，挡板9061朝下倾斜设置，回收通道906设置为迷宫状，内部交错设置若干个挡板9061，可防止喷砂过程中高速飞行的砂砾通过回收通道906进入第一隔离盒901内，确保砂砾只出不进，极大的提高了隔离效果。
为了进一步提高密封效果，避免砂砾通过金属薄带16带离喷砂室1，所述喷砂室1外位于出料口103处设置有砂砾回收机构10，金属薄带16穿过砂砾回收机构10设置，所述砂砾回收机构10包括第二隔离盒1001和设置在第二隔离盒1001且朝向金属薄带16两面的气嘴1003，所述第二隔离盒1001底部设置有回收孔1005，回收孔1005通过管道与回收室7连通，其中，第二隔离盒1001上设置有出口1004，金属薄带16在通过出料口103移出喷砂室1时通过出口1004，设置砂砾回收机构10，可对将金属薄带16上的碎屑和砂砾进行二次清扫回收，具体的，如图4所述，第二隔离盒1001的侧板上设置有两个气嘴1003，对两面已分别通过喷砂进行粗糙度处理的金属薄带16两面进行喷射高压气体进行碎屑和砂砾的清理，同时保证了进行薄带16后续电镀的效果。
所述第二隔离盒1001内还设置有导向轮1002，导向轮1002高于出料口103,所述出料口103靠近砂砾回收机构10一侧设置有刷毛104，在金属薄带16从出料口103移出的时候，此时金属薄带16的上表面的碎屑和砂砾会比下表面多，为了提高气嘴1003吹离碎屑和砂砾的效果，在高于出料口103位置设置导向轮1002，使金属薄带16上表面靠近刷毛104，并经过刷毛104将碎屑和砂砾与金属薄带16表面进行初步分离，已便于气嘴1003分离碎屑和砂砾。
所述入料口102和出料口103设置在喷砂室1同一侧，喷砂室1另一侧设置有入料口102和出料口103对应的第一导向辊5和第二导向辊6，第一喷枪2设置在入料口102和第一导向辊5上端，第二喷枪3设置在入料口102和第二导向辊6上端，如图1所示，入料口102和出料口103设置在同一侧，便于清扫机构9和砂砾回收机构10的安装设置，在喷砂室1另一侧设置有入料口102和出料口103对应的第一导向辊5和第二导向辊6，即可使金属薄带16在喷砂室1内进行换向，第一喷枪2和第二喷枪3可分别对金属薄带16的两面进行粗糙度处理，且两个喷枪均朝下设置，保证喷枪的使用效果，本实施例中，喷砂室1背离入料口102和出料口103一侧设置有凸伸部，第一导向辊5和第二导向辊6设置在凸伸部内，减小第一导向辊5和第二导向辊6受到喷枪喷出的高速砂砾的影响。
其中，位于入料口102侧设置有原料辊15，位于退火还原机构14侧设置有收料辊或其它驱动元件驱动金属薄带16的移动，其中喷枪通过喷枪系统8调节喷嘴的空气压力，以调节不同的表面粗糙度设定。
为了避免两个喷枪相互影响，避免下方的第二喷枪3受到上方的第一喷枪2的喷砂影响，所述第一喷枪2和第二喷枪3之间设置有分隔板4。
本发明还包括设置在电镀机构13与喷砂室1之间的冲孔机构11，冲孔机构11包括下模具1101、下压模具1102和动力机构1103，金属薄带16设置在下模具1101表面，下模具1101表面设置有若干个定位孔，下压模具1102通过动力机构1103设置在下模具1101上方，通过动力机构1103驱动下压模具1102下压，对金属薄带16进行冲孔，优选地，冲孔机构11一次对金属薄带16冲压多个呈环形阵列排布的圆孔，且圆孔孔径优选采用1.3，横向孔距限定为1.745，纵向孔距为0.935mm，在金属薄带16冲孔电镀金属后，导电性能和抗拉强度极大的提高，有效改善了金属薄带16用于电池极板制备过程中容易出现断裂及内阻过大的问题。
本发明还包括设置在电镀机构13与喷砂室1之间的水洗机构12，水洗机构12用于清洗金属薄带16上的油污和粉状异物，为金属薄带16电镀金属进行准备。
本发明还包括设置在电镀机构13后的退火还原机构14，所述退火还原机构14包括退火炉1401和导向组件1402，所述退火炉1401内设置有还原气体，设置退火还原机构14，提高金属薄带16的质量，在退火炉1401内填充还原气体，是还原气体充分在金属薄带16表面流动，使其还原性好，避免金属薄带16产生白污现象。
由图6-图9可知，其中图9为现有技术中常规金属薄带退火还原后的SEM图，图6为通过本发明的喷砂粗糙度处理和电镀机构后金属薄带16的SEM图，图7和图8为通过本发明的退火还原机构后金属薄带的SEM图。即金属薄带16通过喷砂粗糙度处理后相对于没有经过喷砂粗糙度处理的金属薄带16的粗糙度和比表面积有显著提升，而且粗糙化金属薄带上有很多小凸起和空洞，更有利于金属薄带涂浆时浆料的附着，能够有效的解决金属薄带涂浆不上或者浆料与金属薄带分层的问题。

Claims (10)

1.一种粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，包括依次设置的喷砂室(1)和电镀机构(13)，所述喷砂室(1)内设置有分别对金属薄带(16)两面进行粗糙度处理的第一喷枪(2)和第二喷枪(3)，所述喷砂室(1)上设置有入料口(102)和出料口(103)，喷砂室(1)内位于入料口(102)和出料口(103)处设置有清扫机构(9)，清扫机构(9)包括第一隔离盒(901)和设置在第一隔离盒(901)内位于金属薄带(16)上方的驱动辊筒(903)，驱动辊筒(903)轴线与金属薄带(16)移动方向平行。
2.如权利要求1所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述第一隔离盒(901)内位于金属薄带(16)下方设置有滚刷(902)，滚刷(902)轴线与金属薄带(16)宽度方向平行。
3.如权利要求1所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述第一隔离盒(901)底部设置有回收通道(906)，所述回收通道(906)为迷宫通道。
4.如权利要求1所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述喷砂室(1)外位于出料口(103)处设置有砂砾回收机构(10)，金属薄带(16)穿过砂砾回收机构(10)设置，所述砂砾回收机构(10)包括第二隔离盒(1001)和设置在第二隔离盒(1001)且朝向金属薄带(16)两面的气嘴(1003)，所述第二隔离盒(1001)底部设置有回收孔(1005)。
5.如权利要求4所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述第二隔离盒(1001)内还设置有导向轮(1002)，导向轮(1002)高于出料口(103),所述出料口(103)靠近砂砾回收机构(10)一侧设置有刷毛(104)。
6.如权利要求1-5任一项所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述入料口(102)和出料口(103)设置在喷砂室(1)同一侧，喷砂室(1)另一侧设置有入料口(102)和出料口(103)对应的第一导向辊(5)和第二导向辊(6)，第一喷枪(2)设置在入料口(102)和第一导向辊(5)上端，第二喷枪(3)设置在入料口(102)和第二导向辊(6)上端。
7.如权利要求6所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，所述第一喷枪(2)和第二喷枪(3)之间设置有分隔板(4)。
8.如权利要求1-5任一项所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，还包括设置在电镀机构(13)与喷砂室(1)之间的冲孔机构(11)。
9.如权利要求1-5任一项所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，还包括设置在电镀机构(13)与喷砂室(1)之间的水洗机构(12)。
10.如权利要求1-5任一项所述的粗糙度大的高比表面积的金属薄带制作装置，其特征是，还包括设置在电镀机构(13)后的退火还原机构(14)，所述退火还原机构(14)包括退火炉(1401)和导向组件(1402)，所述退火炉(1401)内设置有还原气体。
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